Analisi al microscopio ottico di due sistemi implantari megagen con connessione conica

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1 Analisi al microscopio ottico di due sistemi implantari megagen con connessione conica Luigi Baggi*,Gianluca Mampieri**, Carlo Arullani***, Michele Di Girolamo**** La ricerca in implantologia negli ultimi anni è stata indirizzata verso lo sviluppo di due elementi: le superfici implantari e l interfaccia impianto-abutment. Il miglioramento delle superfici degli impianti ha permesso di ottenere una più rapida ed efficace osteointegrazione, consentendo tra l altro il successo clinico del concetto di carico immediato. Il perfezionamento sia strutturale che funzionale della connessione tra l impianto e l abutment ha invece permesso di migliorare la stabilità nel tempo dei tessuti duri e molli perimplantari garantendo il successo a lungo termine delle riabilitazioni implanto-protesiche. La connessione fixture-abutment è considerata un area di strategica importanza per il successo negli anni di una riabilitazione implanto-protesica poiché qui si verificano complicanze biologiche e meccaniche. Le complicanze biologiche sono caratterizzate soprattutto dall aumento del microinfiltrato, gengiviti e perdita di osso crestale riconducibili allo scarso adattamento dell interfaccia fixture-abutment. 1-4 Anche le complicanze di tipo meccanico come l aumento dell incidenza della rotazione e rottura dell abutment, l allentamento della vite e la riduzione del precarico possono essere ricondotte allo scarso adattamento tra i componenti implantari 5,6. Lo scopo del nostro lavoro è analizzare attraverso la microscopia ottica le differenze presenti a livello della connessione impianto-abutment tra due impianti Megagen con differenti specifiche tecniche e geometriche. Parole chiave: Platform switching, Connessione conica, Microgap. Introduzione Dal punto di vista dell ingegneria meccanica quando due componenti di un oggetto * Professore Associato di Gnatologia -Servizio di Odontoiatria Sociale e Riabilitazione Gnatologica Università di Roma Tor Vergata - INMP. ** Ricercatore Confermato Università di Tor Vergata ; *** Specialista in Chirurgia Orale Libero Professionista in Roma. **** Professore Aggregato Università di Tor Vergata ; Indirizzo per la corrispondenza: Gianluca Mampieri Via Carlo Fadda Roma sono uniti insieme tra di loro, delle discrepanze sono inevitabili. Nella stessa maniera in implantologia quando fixture e abutment si uniscono può formarsi un microgap di entità variabile. Questo microgap è normalmente associato allo sviluppo di un infiammazione locale con relativa perdita di osso crestale. 2 Una delle ipotesi prevalenti riguardo a questo fenomeno è che i batteri del cavo orale colonizzino quest area dopo il posizionamento dell abutment, inducendo successivamente l infezione. 1,7-9 Uno studio effettuato al SEM (Scanning Electron Microscopy) su impianti persi, ha dimostrato la presenza di un significante accumulo batterico nell interfaccia fixture-abutment. Questo dato ha suggerito che i batteri sono responsabili dell infiammazione locale e della consecutiva perdita di osso crestale Il microgap può agire come una riserva di batteri da cui i microrganismi possono filtrare dall esterno all interno e viceversa, perpetuando il processo infettivo che induce l infiammazione e in ultimo la perdita di osso crestale. Lo spazio tra fixture e abutment, specie in presenza di micromovimenti tra le due componenti implantari, permette ai microrganismi di proliferare in un ambiente ideale, chiuso coronalmente dall attacco epiteliale; questa situazione provoca spesso un riassorbimento osseo di circa 2 mm apicalmente al microgap. 3 ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia

2 È possibile distinguere un marginal fit, valutato come discrepanza verticale e orizzontale, dal microgap. Il marginal fit indica il profilo marginale presente a livello dell interfaccia fixture-abutment ma non ci offre alcuna misura dello spazio tra le componenti implantari poiché la discrepanza verticale risente moltissimo dell inclinazione marginale della fixture o dell abutment. 13 Il microgap invece indica il valore numerico preciso dello spazio presente tra le due componenti implantari ed è misurabile sia nelle connessioni flat to flat sia per quelle conometriche non flat to flat. La connessione fixture-abutment può influire sul riassorbimento verticale dell osso crestale. Alcune tipologie di interfaccia marginale, derivante dal tipo di connessione, possono infatti ridurre il microgap fixture-abutment evitando la formazione dell infiltrato infiammatorio e il successivo riassorbimento osseo. In commercio sono presenti numerose tipologie di connessioni, tuttavia tutte possono essere suddivise in connessioni esterne e connessioni interne. CONNESSIONI ESTERNE L esagono esterno è stato il primo sistema di connessione utilizzato in implantologia e nasce con Brånemark all inizio solo come meccanismo di accoppiamento con funzione di guida per facilitare l inserimento dell abutment, poi ha ampliato le sue funzioni fino a divenire un vero e proprio meccanismo anti-rotazione. In seguito l esagono esterno è stato adottato da diverse case produttrici di impianti dentali che ne hanno modificato alcune caratteristiche come l altezza e il diametro; anche la vite ha subito diversi cambiamenti dal punto di vista del materiale, del diametro, del numero delle spire, della dimensione del gambo, della lunghezza, delle filettature e dell applicazione del torque 5. In Letteratura esistono diversi studi che documentano l incidenza di complicanze tecniche a carico degli impianti dotati del sistema di connessione a esagono esterno con percentuali che variano dal 6 al 45%. 14,15 In un follow-up di 3 anni su 69 impianti con una connessione a esagono esterno hanno notato che solo al primo anno di carico, in 31 casi c era stato bisogno di riavvitare la vite di connessione dell abutment. 14 I carichi applicati sugli impianti con questo tipo di connessione possono portare al manifestarsi di discrepanze a livello delle interfacce tra i vari componenti riducendo notevolmente l adattamento e la precisione della connessione e favorendo l infiltrazione e la proliferazione batterica. 16 CONNESSIONI INTERNE Tra le connessioni interne le più utilizzate sono le connessioni con esagono interno, ottagono interno, trilobate, coniche avvitate con e senza index ed a cono Morse. Un indiscutibile vantaggio della configurazione interna antirotazionale è la migliore unione della parte maschio con la femmina in virtù dell accoppiamento lungo che una connessione interna può offrire. 5 A sostegno della configurazione interna antirotazionale sono stati citati i seguenti vantaggi: 1. riduzione verticale dell altezza dalla piattaforma dell impianto alla parte più coronale dell abutment; 2. distribuzione del carico laterale in profondità all interno dell impianto, quindi una maggiore protezione per la vite implantare; 3. lunga adesione alla parete interna della fixture che crea un corpo unificato capace di resistere ai micromovimenti. 17 Il concetto di connessione è legato a quello di accoppiamento a livello dell interfaccia fixture-abutment, tuttavia, è opportuno sottolineare come questi siano due concetti distinti e non sovrapponibili. L interfaccia fixture-abutment può essere, indipendentemente dalla connessione, di due tipologie diverse: 1. flat to flat: interfaccia dove l abutment chiude piano su piano con la piattaforma della fixture. I due piani che costituiscono il margine di chiusura sono quindi formati dalla superficie apicale dell abutment perpendicolare all asse lungo dell impianto e la piattaforma della fixture. Questo tipo di interfaccia può comprendere o meno il concetto di platform switching; 2. tube in tube: interfaccia dove l abutment entra all interno della fixture senza interagire con la piattaforma. I due piani che costituiscono il margine di chiusura in questo caso sono formati dalla porzione di superficie esterna dell abutment che si trova all interno della fixture e la porzione interna della fixture che va a contatto con l abutment. Questo tipo di interfaccia comprende necessariamente il concetto di platform switching. 62 ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia 2011

3 Le differenti tipologie di interfaccia possono aumentare la superficie di contatto tra fixture e abutment in modo da ridurre i micromovimenti durante la masticazione responsabili dell allontanamento delle due componenti implantari che inevitabilmente favoriscono la presenza dell infiltrato infiammatorio. CONNESSIONE CONICA Diversi Autori hanno dimostrato che l utilizzo di una connessione conica tra fixture e abutment aumenta esponenzialmente la capacità del sistema di resistere a forze laterali di flessione. 18 Alcuni studi hanno valutato l infiltrazione batterica a livello dell interfaccia fixture-abutment mediante un carico dinamico ricorrendo a un simulatore di masticazione biassiale (Willytec) e a un gel batterico contenente E. Coli inoculato sull abutment successivamente connesso alla fixture con il torque adeguato. 19 I risultati suggeriscono che la connessione conica, anche se associata con una chiusura marginale flat to flat, genera minori micromovimenti e quindi tempi più lunghi prima di mostrare la penetrazione batterica. Le connessioni con esagono interno ed esterno hanno dimostrato di avere minore stabilità nel tempo e una infiltrazione batterica più rapida. Gli Autori hanno ipotizzato che il carico dinamico potesse diminuire la stabilità della connessione fixture-abutment, aumentare la discrepanza a livello dell interfaccia e indurre la penetrazione batterica all interno del microgap. Le conclusioni di questi lavori scientifici sono che il grado di penetrazione batterica in uno specifico sistema implantare è una condizione multifattoriale dipendente da: 1. precisione del margine di chiusura tra fixture e abutment; 2. grado di micromovimenti tra i due componenti; vasione batterica. I risultati ottenuti suggeriscono che il gap tra fixture e abutment nelle connessioni di tipo conico sia minore di 1 µm, ossia minore del diametro del più piccolo dei batteri testati forza di torque esercitata per connetterli. Alcuni studi su elementi finiti hanno confrontato una connessione conica (taper joint) e interfaccia tube in tube con una connessione a esagono esterno che prevede un interfaccia flat to flat a livello del margine di chiusura (butt joint) valutandone le diverse caratteristiche meccaniche. 20 ANALISI AL MICROSCOPIO OTTICO DELLA CONFIGURAZIONE INTERNA DELLA CONNESSIONE IMPLANTARE Nella configurazione butt joint i livelli di stress sul versante tensivo sono risultati alti e diffusi su una larga area ed è stato visto come l abutment fosse separato dalla spalla dell impianto mentre sul versante compressivo sono stati riscontrati alti livelli di carico a livello marginale. Questo comportamento dimostra come tale tipo di connessione sia soggetta a micromovimenti quando sottoposta a carichi non assiali. In questa analisi effettuata al microscopio ottico abbiamo analizzato la connessione fixture-abutment di 2 sistemi implantari Megagen: EZ Plus e Anyridge (Tab. 1). Sono stati esaminati 6 impianti: 3 Megagen EZ Plus e 3 Anyridge. Abbiamo eseguito diverse misurazioni come la configurazione interna, il platform switching e il microgap. Clinicamente i micromovimenti possono facilitare la penetrazione e la proliferazione batterica a livello dell interfaccia fixture-abutment a causa dell effetto pompa provocato dall allontanamento MATERIALI E METODI delle pareti orizzontali. 20 Studi in vitro sull effettiva capacità di sigillo, a livello del microgap in un sistema di connessione conica, hanno dimostrato la presenza di una connessione ermetica nei riguardi dell in- Ogni campione è stato posizionato sul fondo delle coppette blu in dotazione, dopo che queste sono state ricoperte internamente da un sottile strato di Release Agent necessario Tabella 1 Fixture Abument Nome Connessione Diametro (mm) Nome Torque Angolo Lungh. Cono Megagen Conica + 4mm EZ H.3 in 35 N 11 2,52 mm EZ Plus index trilobato lega di titanio Megagen Conica + 4mm Anyridge 35 N 5 1,4 mm Anyridge index a 6 posizioni in lega di titanio ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia

4 per facilitare la finale rimozione dallo stampo. La resina epossidica Epo-Kwick e l induritore sono stati pesati con una bilancia di precisione. Ogni campione ha richiesto 20 mg di resina e 4 mg di induritore, come da prescrizione della azienda produttrice. Prima di mescolare i due componenti la resina epossidica Epo-Kwick è stata portata a una temperatura di 60 C per facilitare la reazione del materiale. L indurimento completo del materiale è avvenuto dopo circa 90 minuti a temperatura ambiente, quindi i campioni sono stati disinseriti dagli stampi e posizionati sull IsoMet Low Speed Saw per il taglio. Dopo il taglio effettuato allo scopo di dividere esattamente a metà il campione, tutti gli elementi inclusi in resina sono stati lucidati con la MiniMet 1000 per migliorare la qualità delle osservazioni al microscopio. L osservazione è stata effettuata con un microscopio ottico Leitz Metallux II a diversi ingrandimenti. Le foto sono state scattate con l apparecchiatura Nikon DS-Fi1. Sono state osservate due zone in particolare: 1. il microgap: lo scopo è stato valutare la distanza tra le due componenti impiantoabutment nei diversi campioni; 2. la superficie interna dell impianto: lo scopo è stato valutare la lunghezza del contatto che viene a formarsi durante le forze laterali non assiali. Per la misurazione del microgap sono stati esaminati 4 punti per ogni campione. Avendo utilizzato 3 impianti di ciascun tipo abbiamo ottenuto in totale 12 misurazioni e di questi valori abbiamo poi calcolato la media (Tab. 4). RISULTATI I valori di conicità e l altezza del cono dei campioni analizzati sono rappresentati nella tabella 2. I risultati appaiono sovrapponibili con quelli ufficiali dichiarati dall azienda per quel che concerne la conicità. Nella misurazione Tabella 2 Conicità Altezza Cono Megagen EZ Plus 11, ,17 µm Megagen Anyridge 6, ,02 µm Tabella 3 nome Platform Switching Megagen EZ plus 199,03 μm 379,19 μm 90 /138,07 Megagen Anyridge 196,36 μm 309,85 μm 90 /132,67 Fig. 1 Impianto Megagen EZ Plus. Fig. 2 EZ Plus Angolo=11,23. Fig. 3 EZ Plus lunghezza=1846,17 µm. 64 ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia 2011

5 Fig. 4 Impianto Megagen Anyridge. Fig. 5 Anyridge lunghezza=1223,02 µm. Fig. 6 Anyridge platform switching. Fig. 7 Ez Plus switching. Fig. 8 EZ Plus n.1 Microgap 3,39 µm. Fig. 9 Anyridge n.1 Microgap 2,04 µm. della lunghezza del cono invece, con riferimento all impianto EZ Plus, abbiamo riscontrato un valore minore, cioè 1,846 mm contro i 2,52 mm dichiarati dalla casa fabbricante. CONCLUSIONI Fig. 10 EZ Plus n.2 Microgap 1,27 µm. Nonostante le differenze geometriche e tecniche tra le due connessioni coniche non vi è ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia

6 Fig. 11 Anyridge n.3 Microgap 3,03 µm. Fig. 12 EZ Plus n. 4 Microgap 2,41 µm. Fig. 13 Anyridge n. 6 Microgap 2,54 µm. Tabella 4 Campioni EZ Plus Anyridge 1 3,39 2,04 2 1,27 2,85 3 1,98 3,03 4 2,41 4,09 5 2,18 2,25 6 3,02 2,54 7 2,66 2,45 8 3,42 3,12 9 2,75 2, ,98 2, ,84 3, ,12 2,21 Microgap medio 2,585 2,783 differenza nel gap riscontrato nei nostri campioni. La precisione marginale appare buona in entrambi gli impianti. Sia nel trilobato EZ Plus e sia nel Anyridge con index esagonale non risulta esserci contatto a livello dell index tra l impianto e l abutment, ma esclusivamente a livello della parte conica della connessione. Tra i campioni osservati l impianto Megagen EZ Plus rispetto al Anyridge presenta una lunghezza di contatto maggiore ed una conicità maggiore. I risultati appaiono sovrapponibili con quelli ufficiali dichiarati dall azienda per quel che concerne la conicità. Nella misurazione della lunghezza del cono invece, abbiamo valutato solo le superfici disponibili per l accoppiamento conico e non l index che non ha una ritenzione frizionale. Nei limiti di questo lavoro sperimentale i risultati a disposizione mostrano che il livello medio di precisione riscontrato è molto buono e consente di ipotizzare un valido comportamento di questi impianti per quel che concerne il controllo della microinfiltrazione a livello della connessione impianto abutment con conseguenti vantaggi dal punto di vista clinico. Bibliografia 1. Jansen VK, Conrads G, Richter EJ. Microbial leakage and marginal fit of the implant-abutment interface. Int Oral Maxillofac Implants 1997;12: Broggini N, McManus LM, Hermann JS et al. Persistent acute infiammation at the implant-abutment interface. J Dent Res 2003;82: Hermann JS, Schoolfield JD, Schenk RK, Buser D, Cochran DL. Influente of the size of the microgap on crestal bone changes around titanium implants. A histometric evaluation of unloaded non-submerged implants in the canine mandible. J Periodontol 2001;72: King GN, Hermann JS, Schoolfield JD, Buser D, Cochran DL. Influence of the size of the microgap on crestal bone levels in non-submerged dental implants: a radiographic study in the canine mandible. J Periodontol 2002; 73: Binon PP. Implants and componente: entering the new millennium. Int J Orla Maxillofac Implants 2000;15(1): Binon PP. Evaluation of three slip fit exagonal implants. Implant Dent 1996;5: Misch CE. An implant is not a tooth: a comparison of periodontal indexes. Dental Implant Prosthetics. St Louis: Mosby, 2005: ANNO 27 NUMERO 3bis speciale implantologia 2011

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